CN104018188A - 从电子元器件废腿中回收铜、钢和焊锡工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一个从电子元器件废腿中回收铜、钢和焊锡工艺。在钢制的电解槽内，装有NaOH溶液，采用化学及电化学方法，以〔Sn(OH)3〕-、〔Sn(OH)6〕2-、〔Pb(OH)3〕-、〔Pb(OH)6〕2-型电解，SnO、SnO2、PbO、PbO2固相电解，处理电子元器件废腿下角料。工艺过程如下：把装有废腿的料篮放入电解槽，料蓝中央置有阳极板，蓝两侧置有阴极板，阴极板并联。接通电源进行电解，在阴极板上得到焊锡产品，阳极板上得到铜残极、钢残极产品，实现了焊锡、铜、钢三者的完全分离。本发明适用于从废电路板经机械处理技术所得到的金属富集体中回收铜、钢和焊锡。比传统的火法、湿法冶金工艺过程简单，金属回收率高，无污染。

Description

从电子元器件废腿中回收铜、钢和焊锡工艺
技术领域
本发明属于电子废弃物的化学及电化学冶金领域。以湿法冶金的方式回收电子元器件废腿中的铜、钢和焊锡。
背景技术
从电子废弃物中回收有价金属的传统工艺方法是：机械处理技术、火法冶金、热解技术、湿法冶金、生物技术。
在制造电子产品和设备时，产生大量的电子元器件废腿下角料，其基体为铜或钢，上面附着有焊锡，经常是三者融合在一起，你中有我，我中有你。用现有的技术方法处理，很难使之分离开，成为该资源金属循环利用的一大难题。
世界各国对处理电子废弃物开展了广泛的研究与开发，时至今日，还没有找到较为合理的、简单的从电子元器件废腿中直接回收得到铜、钢和焊锡的工艺和设备。
日本是电子废弃物电路板资源综合利用较好的国家。主要采用的技术是火法——湿法联合流程，一般与再生铜企业联合进行。该工艺的缺点是铅、锡没有得到回收，全部以硅酸盐渣的形式进入炉渣。渣中的铅、锡无法回收利用，工艺过程复杂。
世界最大的电子废弃物处理公司——瑞典的ScandinavianRecyling AB(SR)公司，一直致力于实施和开发电子废弃物的机械处理技术和设备。文献中没有提及铜、钢和焊锡的回收利用情况。
在我国江西石城矿山设备厂开发的“破碎——重选”技术(已申请专利)，处理覆铜板和电路板的下角料。该工艺技术的缺点有二：一是破碎能耗大，铜的回收率低(铜的回收率约为90％)，破碎产生的玻璃纤维粉尘污染环境；二是不能处理电路板也不能回收其中的铅和锡。
值得提及的是，焊锡成分为50％的锡、50％的铅。它把电子元器件与基板上的覆铜线路焊接在一起，成为电子线路，制造出各种电子产品和设备，以满足人民生产和生活的需求。
回收电子元器件的废腿中的焊锡是问题的关键所在，焊锡得到回收，铜、钢基体的回收也就迎刃而解了。
发明内容
本发明在NaoH电解液中，采用化学及电化学方法，以[Sn(OH)3]-、[Sn(OH)6]2-、[Pb(OH)3]-[Pb(OH)6]2-型电解，Sno、SnO2、PbO、PbO2固相电解，处理电子元器件废腿，在阴极上得到焊锡产品，在阳极上得到铜残极、钢残极产品，从而实现了电子元器件废腿中铜、钢和焊锡的完全分离。工艺过程及设备如图所示：图中1电解槽、2料篮、3电解液、4阳极板、5阴极板、6焊锡、7Sno、8SnO2、9PbO、10PbO2、11废腿、12铜残极、13钢残极。工艺过程详细描述如下：把废腿(11)装入料蓝(2)，料篮(2)中央置有阳极板(4)，篮的两侧分别置有一个阴极板(5)，料篮(2)放入电解槽(1)中，槽中有电解液(3)。以阴极并联方式接通电源电解分为两步进行：第一步是阳极板(4)溶解焊锡，阴极板(5)沉积焊锡，为络阴离子型电解；第二步为固相电解，当废腿(11)上的焊锡即将被溶解完时，阳极板(4)上析出氧气，把机体上的少量焊锡氧化成相应的氧化物SnO(7)、SnO2(8)、PbO(9)、PbO2(10)，氧化物脱离基体进入电解液(3)，成为分散固相均匀的游离悬浮在电解液(3)中，电解液(3)呈灰褐色。继续电解，电解液(3)中的各种氧化物，经电还原成金属焊锡(6)并沉积在阴极板(5)上，电解液(3)变为无色透明，阴极析出氢气，该批物料被处理完毕。在阴极板(5)上得到焊锡(6)产品，在阳极板(4)上得到铜残极(12)、钢残极(13)产品。从电解液(3)呈灰褐色变为无色透明，该时段的电化学反应是固相电解，是电化学反映的第二步，时间短暂只有几分钟。
以下是从电子元器件废腿中回收铜、钢和焊锡的应用实例：把中央置有阳极板的料篮放入电解槽中，料篮两侧置有阴极板，阴极并联。阳极板数为n，阴极板数为n+1，两者尺寸相同，均由不锈钢板制成。接入电源进行生产。工艺条件是NaOH溶液浓度80g/L，电解液温度40～50℃，槽电压2.5～3V，阴极电流密度200A/m2，极间距60mm，24h处理废腿1.2吨，阴极板得到焊锡产品，阳极板得到铜残极、钢残极两个产品。实现了工业化生产，生产间歇进行，对环境无污染。
特别值得提及的是，本发明适用于从废电路板经机械处理所得到的金属富积体(不含铝、锌金属)中回收铜、钢和焊锡，比传统火法、湿法冶金处理该物料工艺过程要简易。
本发明工艺过程简单，直接从电子元器件废腿中回收铜、钢和焊锡，金属回收率高，对环境无污染，适合大规模工业化生产。
附图说明
图1是络阴离子型电解、固相电解装置、加料、产品俯视示意图。
具体实施方式
本发明工艺设备简单金属回收率高，对环境无污染，它将使电子元器件废腿、金属富集体、金属循环利用产业升级，建议建成示范工程，让中国创造走出国门，迈向世界。

Claims (3)

1.从电子元器件废腿中回收铜、钢、和焊锡工艺包括电解槽、料蓝、阳极、阴极。 
2.按权利要求1所述，电解槽、料蓝由钢制成，料蓝由钢骨架制成，蓝外置有钢板网，铁丝布。 
3.按权利要求1所述，阴极并联，电源配置方式： 
阳极板、阴极板尺寸相同，均用不锈钢板制成。 
阳极板数为n，阴极板数为n+1。 
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